Fjöldaútrýmingar í sögu lífsins: Mikilvægi Artemis Moon og Planetary Defense DART verkefni NASA  

Þróun og útrýming nýrra tegunda hafa haldist í hendur síðan líf hófst á jörðinni. Hins vegar hafa verið að minnsta kosti fimm þættir um stórfellda útdauða lífsforma á undanförnum 500 milljón árum. Í þessum þáttum var meira en þrír fjórðu af núverandi tegundum útrýmt. Þetta er nefnt alþjóðleg útrýming eða massi útrýmingarhættu. Hinn fimmti Massi Útrýming var síðasti slíkur þáttur sem átti sér stað fyrir um 65 milljón árum síðan á krítartímanum. Þetta varð vegna áreksturs smástirna. Aðstæðurnar sem urðu til leiddu til útrýmingar risaeðlna af yfirborði jarðar. Á yfirstandandi mannkynstímabili (þ.e. tímabil mannkyns) er grunur leikur á að jörðin gæti þegar verið í eða á barmi sjötta. Massi Útrýming, vegna umhverfismála af mannavöldum (svo sem loftslagsbreytingum, mengun, skógareyðingu, hlýnun jarðar o.s.frv.). Ennfremur geta þættir eins og kjarnorku, líffræðilegir eða aðrar tegundir hernaðar/átaka, náttúruhamfarir eins og eldgos eða smástirnaáhrif einnig valdið fjöldaútrýmingu. Dreifist út í pláss er ein af leiðunum til að takast á við tilvistaráskoranir sem mannkynið stendur frammi fyrir. NASAArtemis Moon Trúboð er upphaf í átt að djúpinu pláss búsetu manna með framtíðarbyggð landnáms Moon og mars. Reikistjarna vörn með því að sveigja smástirni frá jörðinni er önnur aðferð sem verið er að skoða. DART verkefni NASA er fyrsta slíka smástirnabeygjuprófið sem mun reyna að sveigja nær jörðu smástirni í næsta mánuði. 

Umhverfið hefur alltaf verið að breytast allan tímann. Þetta hafði tvíþætt áhrif á lífsformin – en neikvæður valþrýstingur á þá sem eru óhæfir til að lifa af í umhverfi leiða til útrýmingar þeirra, á hinn bóginn studdi það lifun lífsformanna nógu sveigjanlegt til að laga sig að nýjum aðstæðum. Þetta leiddi að lokum til hámarks þróunar nýrra tegunda. Þess vegna hefði útrýming og þróun nýrra lífsforma átt að haldast í hendur, nánast óaðfinnanlega frá upphafi lífs á Jörð.  

Hins vegar hefur saga jarðar ekki alltaf verið slétt. Dæmi voru um dramatíska og harkalega atburði sem höfðu mikil skaðleg áhrif á lífsform sem leiddi til mjög stórfelldra útrýmingar tegunda. „Alheimsútrýming“ eða „fjöldaútrýming“ er hugtakið sem notað er til að lýsa atvikum þegar um þrír fjórðu hlutar líffræðilegs fjölbreytileika sem fyrir var dó út á tiltölulega stuttu millibili jarðfræðilegs tíma. Á síðustu 500 milljón árum voru að minnsta kosti fimm dæmi um stórfellda fjöldaútrýmingu¹.  

Tafla: Jörðin, fjöldaútdauðir tegunda og mannkyns  

Þessum „Big Five“ útdauðningum var lýst á grundvelli greiningar á gagnagrunni um þúsundir steingervinga sjávarhryggleysingja.  

Á Kambríutímabilinu (fyrir 541-485 milljónum ára) varð villt sprenging nýrra lífsforma. Þessu fylgdi fyrsta fjöldaútrýming lífs á jörðinni sem átti sér stað fyrir 400 milljón árum síðan á Ordovicium – Silurian tímabilinu. Þetta varð til þess að meira en 85% líffræðilegs fjölbreytileika sjávar dóu út vegna loftslagsbreytinga vegna hnattrænnar kólnunar hitabeltishafs, fylgt eftir af lækkun sjávarborðs og tap á búsvæðum á láglendissvæðum. Önnur fjöldaútrýming átti sér stað fyrir 365 milljónum ára á Devon-tímabilinu sem virðist stafa af minni súrefnisstyrk vatns þegar sjávarborð var hátt. Eldvirkni er nú talin orsakavaldurinn á bak við seinni útrýminguna¹.   

Þriðja fjöldaútrýming eða Permian-Triassic útrýming átti sér stað fyrir um 250 milljón árum síðan á Permian-Triassic tímabilinu. Þetta er einnig kallað Great Dying vegna þess að meira en 90 prósent af tegundum jarðar var útrýmt. Þetta stafaði af róttækum loftslagsbreytingum í kjölfar hraðrar hlýnunar vegna gríðarlegrar losunar gróðurhúsalofttegunda, sérstaklega sexföldunar á CO.₂ í andrúmsloftinu^1,2. Þetta útskýrir einnig orsök fjórðu fjöldaútrýmingar eða Triassic-Jurassic útrýmingarhættu fyrir 210 milljón árum síðan, þar sem útrýming margra stórra dýra braut risaeðlur til að blómstra. Mikil eldgos virðast vera atburðurinn sem tengist þessum tveimur miklu útrýmingarhættum.  

Síðasta útrýming krítar (eða útdauða krítar-Paleogene eða fimmta massaútrýming) átti sér stað fyrir um 65.5 milljón árum síðan. Þetta var ein stærsta fjöldaútrýming í sögu lífsins þar sem allar risaeðlur sem ekki voru af fugli voru útrýmdar. Það voru bæði fugla og ekki fugla risaeðlur. Fuglarisaeðlur voru með heitt blóð á meðan risaeðlur sem ekki voru af fugli voru með kalt blóð. Fljúgandi skriðdýr og risaeðlur sem ekki voru af fugli urðu fyrir algerri útrýmingarhættu á meðan afkomendur fugla risaeðla lifa af til nútímans, sem markar skyndilega endalok risaeðlanna. Það var tíminn þegar gríðarlegar breytingar á umhverfinu áttu sér stað vegna áhrifa stórs smástirni á jörðina í Chicxulub, Mexíkó og tvíhliða mikilla eldgosa sem náðu hámarki í loftslagsbreytingum sem ollu því að fæðuframboð þornaði upp. Árekstur smástirna olli ekki aðeins höggbylgjum, miklum hitapúlsi og flóðbylgjum, heldur losaði það líka gríðarlegt magn af ryki og rusli í Andrúmsloftið sem stöðvaði sólarljósið að ná yfirborði jarðar og því nærri því að ljóstillífun hætti og langvarandi vetur. Skortur á ljóstillífun þýddi eyðingu frumframleiðendaplantna, þar á meðal svifþörunga og þörunga sem og háðra dýrategunda.^1,3. Árekstur smástirna var helsti drifkraftur útrýmingar en eldgos á þeim tíma áttu annars vegar þátt í fjöldaútrýmingu með því að versna enn frekar myrkur og vetur með því að kasta reyk- og rykstökkum í andrúmsloftið. Á hinn bóginn olli það einnig hlýnun frá eldvirkni⁴. Hvað varðar algera útrýmingu allrar fjölskyldu risaeðla sem ekki eru af fugla, bendir rannsókn á lífeðlisfræði afkomenda fugla risaeðla til þess að misbrestur hafi verið á æxlun vegna skorts á D3 vítamíni (kólekalsíferóli) í fósturvísum sem voru að þróast í eggjum sem leiddi til dauða áður en útungun⁵.  

Á núverandi mannkynstímabili (þ.e. tímabil mannkyns) halda sumir vísindamenn því fram að sjötta fjöldaútrýming sé nú þegar í gangi vegna manngerðra umhverfismála eins og loftslagsbreytinga, mengun, skógareyðingu, hlýnun jarðar o.s.frv. á mati á núverandi útrýmingartíðni tegunda, sem reynst vera á svipuðu stigi og útrýmingartíðni tegunda fyrir fyrri fjöldaútdauða¹. Reyndar staðfesta niðurstöður úr annarri rannsókn að núverandi útrýmingartíðni líffræðilegs fjölbreytileika er mun hærri en útrýmingartíðnin fyrir fimm fyrri fjöldaútdauða sem fengust úr steingervingaskránni. ^6,7,8 og náttúruverndarátaksverkefnin virðast ekki hjálpa mikið⁸. Ennfremur eru aðrir af mannavöldum þáttum eins og kjarnorkustríði/hamförum sem geta valdið fjöldaútrýmingu. Sameiginleg skref á heimsvísu og samfelld viðleitni í átt að afvopnun, mildun loftslagsbreytinga, minnkun kolefnislosunar og verndun tegunda, þrátt fyrir, benda sumir vísindamenn til að draga úr umfangi mannlegs framtaks, fækkun mannkyns með frekari lækkun fæðingartíðni og endalokum „vaxtar“ oflæti'⁹.  

Eins og síðasta útdauði krítar, allar framtíðar umhverfisslys sem stafa af hugsanlegum áhrifum frá pláss og/eða frá gríðarmiklum eldsumbrotum geta einnig valdið mannkyninu alvarlegri tilvistaráskorun vegna þess að til lengri tíma litið, eins og allir reikistjarna, Jörðinni verður í hættu vegna áhrifa frá pláss (sem og með eldgosum) sem lýkur með því að ljóstillífun hættir vegna langvarandi myrkurs og því munu allar frumframleiðendur og háðar dýrategundir verða fyrir afmáningu. 

Landnám djúps pláss og að beygja jarðbundin smástirni frá jörðinni eru tvö möguleg viðbrögð mannkyns við tilvistarógnunum sem stafar af höggum frá pláss. NASA Artemis Moon Trúboð er upphaf í átt að djúpinu pláss mannvist til að gera menn að fjöl-reikistjarna tegundir. Þetta forrit mun ekki aðeins skapa langtíma mannlega viðveru á og í kringum Moon en einnig kenna kennslustundir í undirbúningi fyrir mannleg verkefni og búsetu á mars. Artemis verkefnið mun byggja grunnbúðir á tungl yfirborð til að gefa geimfarum heimili til að lifa og vinna á Moon. Þetta mun vera fyrsta dæmið um að menn lifi á yfirborði annars himintungs¹⁰. NASA Planetary varnir DART Mission er ætlað að prófa aðferð til að sveigja smástirni frá jörðinni. Báðar þessar pláss verkefni gefa töluverð fyrirheit um að draga úr tilvistarlegum áskorunum fyrir mannkynið sem stafar af áhrifum frá pláss. 

 ***   

DOI: https://doi.org/10.29198/scieu/2208231

***

Tilvísanir:  

1. Khlebodarova TM og Likhoshvai VA 2020. Orsakir hnattrænnar útdauða í sögu lífsins: staðreyndir og tilgátur. Vavilovskii Zhurnal Genet Selektsii. Júlí 2020;24(4):407-419. DOI: https://doi.org/10.18699/VJ20.633 | https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7716527/  

2. Wu, Y., Chu, D., Tong, J. o.fl. Sexföld aukning á pCO2 í andrúmsloftinu við massaútrýmingu Perm-Trías. Nat Commun 12, 2137 (2021). https://doi.org/10.1038/s41467-021-22298-7  

3. Schulte P., et al 2010. The Chicxulub smástirni áhrif og fjöldaútrýmingu á krítar-paleogene mörkum. VÍSINDI. 5. mars 2010. Vol 327, Issue 5970. DOI: https://doi.org/10.1126/science.1177265 

4. Chiarenza AA et al 2020. Árekstur smástirna, ekki eldvirkni, olli útrýmingu risaeðlunnar á enda Krítar. Birt 29. júní 2020. PNAS. 117 (29) 17084-17093. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2006087117  

5. Fraser, D. (2019). Hvers vegna dóu risaeðlurnar út? Gæti skortur á cholecalciferol (D3 vítamín) verið lausnin? Journal of Nutrition Science, 8, E9. DOI: https://doi.org/10.1017/jns.2019.7  

6. Barnosky AD, et al 2011. Er sjötta fjöldaútrýming jarðar þegar komin? Náttúran. 2011;471(7336):51-57. DOI: https://doi.org/10.1038/nature09678  

7. Ceballos G., et al 2015. Hröðun tegundataps af völdum nútímans: Inn í sjötta fjöldaútrýminguna. Sci. Adv. 2015;1(5): e1400253. DOI: https://doi.org/10.1126/sciadv.1400253  

8. Cowie RH et al 2022. The Sixth Mass Extinction: staðreynd, skáldskapur eða vangaveltur? Líffræðilegar umsagnir. 97. árgangur, tbl. 2. apríl 2022 Bls. 640-663. Fyrst birt: 10. janúar 2022. DOI: https://doi.org/10.1111/brv.12816 

9. Rodolfo D., Gerardo C. og Ehrlich P., 2022. Circling the holræsi: útrýmingarkreppan og framtíð mannkyns. Birt: 27. júní 2022. Heimspekileg viðskipti The Royal Society Biological Sciences. B3772021037820210378 DOI: http://doi.org/10.1098/rstb.2021.0378 

10. Prasad U., 2022. Artemis Moon Mission: Towards Deep Space Human Habitation. Vísindaleg Evrópu. Birt 11. ágúst 2022. Fæst á http://scientificeuropean.co.uk/sciences/space/artemis-moon-mission-towards-deep-space-human-habitation/  

***